本發(fā)明涉及無線定位，具體為一種基于北斗gps信號的施工人員定位檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)在室外等較為空曠的地方能為用戶提供高精度的定位服務(wù)，但在高樓林立的復(fù)雜環(huán)境下，用戶難以得到有效的定位服務(wù)。

2、現(xiàn)有公開申請專利cn101435872a，該發(fā)明通過固定布設(shè)于監(jiān)測區(qū)域地面下方的超高頻rfid標(biāo)簽矩陣、設(shè)置于監(jiān)測區(qū)域上方的監(jiān)測天線和與監(jiān)測天線相連的監(jiān)測控制裝置，通過三者之間的組合對人員進(jìn)行定位，首先通過rfid標(biāo)簽矩陣中的rfid標(biāo)簽的編號定位建立標(biāo)準(zhǔn)矩陣表，同時使用電波覆蓋探測讀取區(qū)域中的rfid標(biāo)簽，根據(jù)rfid標(biāo)簽讀取結(jié)果判斷區(qū)域內(nèi)人員的位置、數(shù)量；同時根據(jù)rfid標(biāo)簽無法讀取的先后順序和時間間隔計算人員移動方向和速度判斷人員是否離開當(dāng)前區(qū)域；但由于該發(fā)明需要實(shí)時讀取區(qū)域中的rfid標(biāo)簽，成本過高，且監(jiān)測區(qū)域上方的監(jiān)測天線和與監(jiān)測天線相連的監(jiān)測控制裝置容易受到環(huán)境的干擾，精度不足，具有一定的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于北斗gps信號的施工人員定位檢測方法及系統(tǒng)，具備精準(zhǔn)、高效、實(shí)時等優(yōu)點(diǎn)，解決了在高樓林立的復(fù)雜環(huán)境下，用戶難以得到有效的定位服務(wù)的問題。

3、（二）技術(shù)方案

4、為解決上述在高樓林立的復(fù)雜環(huán)境下，用戶難以得到有效的定位服務(wù)的技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

5、本發(fā)明公開一種基于北斗gps信號的施工人員定位檢測方法，具體包括以下步驟：

6、s1、在定位監(jiān)測區(qū)域設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，基于設(shè)置的監(jiān)測點(diǎn)對定位監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行區(qū)域劃分，并在每個監(jiān)測點(diǎn)上安裝輔助信標(biāo)；

7、s2、定期采集多組北斗衛(wèi)星對定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的測量值，確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置；

8、s3、通過gps定位方法，實(shí)時采集施工人員的粗略位置信息；

9、s4、設(shè)定輔助信標(biāo)的定位檢測范圍，計算施工人員的粗略位置與各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置之間的距離，判斷施工人員是否在輔助信標(biāo)的定位檢測范圍內(nèi)并進(jìn)行考勤；

10、s5、當(dāng)檢測到施工人員在輔助信標(biāo)的定位檢測范圍內(nèi)，通過輔助信標(biāo)和gps組合定位方式對施工人員進(jìn)行精確定位，并實(shí)時顯示定位軌跡。

11、本發(fā)明通過在定位監(jiān)測區(qū)域設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，基于設(shè)置的監(jiān)測點(diǎn)對定位監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行區(qū)域劃分并按照輔助信標(biāo)，同時通過定期采集多組北斗衛(wèi)星對定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的測量值的方式確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置，并通過gps定位方法，實(shí)時采集施工人員的粗略位置信息，同時通過設(shè)定輔助信標(biāo)的定位檢測范圍，計算施工人員的粗略位置與各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置之間的距離，并進(jìn)行考勤，最后當(dāng)檢測到施工人員在輔助信標(biāo)的定位檢測范圍內(nèi)，通過輔助信標(biāo)和gps組合定位方式對施工人員進(jìn)行精確定位，并實(shí)時顯示定位軌跡，提高了施工人員定位檢測的準(zhǔn)確性。

12、優(yōu)選地，所述在定位監(jiān)測區(qū)域設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，基于設(shè)置的監(jiān)測點(diǎn)對定位監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行區(qū)域劃分，并在每個監(jiān)測點(diǎn)上安裝輔助信標(biāo)包括以下步驟：

13、s11、實(shí)時采集定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的路段數(shù)據(jù)；

14、設(shè)定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的路段數(shù)據(jù)集合為：；

15、其中，表示定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的路段數(shù)據(jù)集合，表示定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)第m個路段數(shù)據(jù)；

16、路段數(shù)據(jù)由四元組表示，其中表示該路段數(shù)據(jù)的路段標(biāo)識，表示該路段數(shù)據(jù)的起點(diǎn)，表示該路段數(shù)據(jù)的終點(diǎn)，表示該路段的距離；

17、s12、基于實(shí)時采集的定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的路段數(shù)據(jù)，設(shè)定每個路段的中心點(diǎn)為監(jiān)測點(diǎn)，對個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行編號；

18、s13、以監(jiān)測點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，根據(jù)坐標(biāo)建立三維坐標(biāo)系，并基于監(jiān)測點(diǎn)確定其他各個監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo)；

19、s14、將各個監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo)以及實(shí)時采集的路段數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并在每個監(jiān)測點(diǎn)上安裝輔助信標(biāo)。

20、本發(fā)明通過實(shí)時采集定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的路段數(shù)據(jù)并基于實(shí)時采集定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的路段數(shù)據(jù)設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，同時安裝輔助信標(biāo)，并將各個監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo)以及實(shí)時采集的路段數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，保證了施工人員定位檢測可靠性。

21、優(yōu)選地，所述定期采集多組北斗衛(wèi)星對定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的測量值，確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置包括以下步驟：

22、s21、定期采集多組北斗衛(wèi)星對定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的測量值；

23、設(shè)定第n個輔助信標(biāo)的多組測量值為；

24、其中，表示第n個輔助信標(biāo)的第一組測量值，表示第n個輔助信標(biāo)的第i組測量值；

25、s22、對采集的測量值進(jìn)行處理，確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置。

26、優(yōu)選地，所述對采集的測量值進(jìn)行處理，確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置包括以下步驟：

27、定位水平位移修正：

28、；

29、其中，表示定位水平位移修正量，表示輔助信標(biāo)與北斗平臺之間的距離，表示上一周期記錄的角度，表示當(dāng)前周期記錄的角度，表示正弦函數(shù)；

30、設(shè)定修正后的第n個輔助信標(biāo)的位置為：-；

31、基于修正后的第n個輔助信標(biāo)的位置，確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置；

32、各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置計算公式如下所示：

33、；

34、其中，表示第n個輔助信標(biāo)和第j個輔助信標(biāo)之間的歐式距離，表示第n個輔助信標(biāo)的橫坐標(biāo)，表示第j個輔助信標(biāo)的橫坐標(biāo)，表示第n個輔助信標(biāo)的縱坐標(biāo)，表示第j個輔助信標(biāo)的縱坐標(biāo)；

35、計算各個輔助信標(biāo)之間的歐式距離，確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置坐標(biāo)；

36、；

37、；

38、其中，表示計算后的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置坐標(biāo)，和分別表示各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，表示第n個輔助信標(biāo)計算的權(quán)重。

39、本發(fā)明通過定期采集多組北斗衛(wèi)星對定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的測量值，并對采集的測量值進(jìn)行修正處理，確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置，提高了施工人員定位檢測的精度。

40、優(yōu)選地，所述通過gps定位方法，實(shí)時采集施工人員的粗略位置信息包括以下步驟：

41、s31、實(shí)時采集施工人員接收到的多組gps衛(wèi)星信號；

42、s32、對接收到的多組gps衛(wèi)星信號進(jìn)行過濾，得到過濾后的gps衛(wèi)星信號；

43、s33、通過數(shù)據(jù)平均算法計算過濾后的gps衛(wèi)星信號的平均值，得到施工人員的粗略位置信息。

44、優(yōu)選地，所述對接收到的多組gps衛(wèi)星信號進(jìn)行過濾，得到過濾后的gps衛(wèi)星信號包括以下步驟：

45、通過傅里葉分解方式對接收到的多組gps衛(wèi)星信號進(jìn)行分解；

46、傅里葉級數(shù)展開式如下所示：

47、；

48、其中，n為設(shè)定的gps衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)的總個數(shù)，為關(guān)于時間t的gps衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)，為第個gps衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)的角頻率，為第個gps衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)的系數(shù)；

49、基于角頻率分量和周期性變化規(guī)律，對進(jìn)行分解重構(gòu)，分解重構(gòu)后的如下所示：

50、；

51、其中，為高頻分量，為低頻分量；

52、設(shè)定高頻分量為過濾后的gps衛(wèi)星信號。

53、優(yōu)選地，所述通過數(shù)據(jù)平均算法計算過濾后的gps衛(wèi)星信號的平均值，得到施工人員的粗略位置信息包括以下步驟：

54、設(shè)定接收到的三組過濾后的gps衛(wèi)星信號表示的位置信息為：；

55、其中，表示接收到的第一組過濾后的gps衛(wèi)星信號表示的位置信息；

56、施工人員的粗略位置信息計算公式如下所示：

57、；

58、其中，表示計算得到的施工人員的粗略位置坐標(biāo)，和分別表示施工人員的粗略位置的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。

59、本發(fā)明通過實(shí)時采集施工人員接收到的多組gps衛(wèi)星信號，并對采集到多組gps衛(wèi)星信號進(jìn)行過濾，同時通過數(shù)據(jù)平均算法計算施工人員的粗略位置信息，保證了施工人員定位檢測的實(shí)時性。

60、優(yōu)選地，所述設(shè)定輔助信標(biāo)的定位檢測范圍，計算施工人員的粗略位置與各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置之間的距離，判斷施工人員是否在輔助信標(biāo)的定位檢測范圍內(nèi)并進(jìn)行考勤包括以下步驟：

61、設(shè)定輔助信標(biāo)的定位檢測范圍為；

62、通過歐式距離算法計算施工人員的粗略位置與各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置之間的距離；

63、；

64、其中，表示施工人員的粗略位置與各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置之間的距離；

65、當(dāng)小于等于時，表示當(dāng)前施工人員在輔助信標(biāo)的定位檢測范圍內(nèi)且考勤合格，當(dāng)大于時，表示當(dāng)前施工人員不在輔助信標(biāo)的定位檢測范圍內(nèi)且考勤失敗。

66、本發(fā)明通過設(shè)定輔助信標(biāo)的定位檢測范圍，計算施工人員的粗略位置與各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置之間的距離，通過計算的距離判斷當(dāng)前施工人員是否在設(shè)定的區(qū)域內(nèi)，并完成考勤，提高了施工人員考勤的效率。

67、優(yōu)選地，所述當(dāng)檢測到施工人員在輔助信標(biāo)的定位檢測范圍內(nèi)，通過輔助信標(biāo)和gps組合定位方式對施工人員進(jìn)行精確定位，并實(shí)時顯示定位軌跡包括以下步驟：

68、當(dāng)檢測到施工人員在輔助信標(biāo)的定位檢測范圍內(nèi)時，距離施工人員最近的輔助信標(biāo)會實(shí)時與施工人員進(jìn)行通信，實(shí)時計算施工人員與當(dāng)前輔助信標(biāo)的距離；

69、基于實(shí)時計算的施工人員與當(dāng)前輔助信標(biāo)的距離對gps定位得到的施工人員的粗略位置坐標(biāo)進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償；

70、動態(tài)補(bǔ)償公式如下所示：

71、；

72、；

73、其中，表示施工人員的粗略位置坐標(biāo)到所述當(dāng)前輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置坐標(biāo)的水平分量的變化量，表示施工人員的粗略位置坐標(biāo)到所述當(dāng)前輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置坐標(biāo)的豎直分量的變化量，表示當(dāng)前輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置坐標(biāo)的水平分量，表示當(dāng)前輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置坐標(biāo)的豎直分量，表示施工人員與當(dāng)前輔助信標(biāo)的距離，表示誤差函數(shù)的次多項(xiàng)式，表示誤差函數(shù)，表示多項(xiàng)式系數(shù)，表示當(dāng)前輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置坐標(biāo)的橫坐標(biāo)；

74、設(shè)定動態(tài)補(bǔ)償后的施工人員位置坐標(biāo)為施工人員的精準(zhǔn)定位，并實(shí)時顯示定位軌跡。

75、本發(fā)明通過輔助信標(biāo)和gps組合定位方式對施工人員進(jìn)行精確定位，通過動態(tài)補(bǔ)償方式實(shí)時監(jiān)測施工人員的位置變化情況，保證了施工人員實(shí)時顯示定位軌跡的精度。

76、本發(fā)明還公開一種基于北斗gps信號的施工人員定位檢測系統(tǒng)，包括：區(qū)域規(guī)劃模塊、北斗信號收集模塊、gps定位模塊、考勤檢測模塊以及軌跡確定模塊；

77、所述區(qū)域規(guī)劃模塊用于對定位監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行劃分；

78、所述北斗信號收集模塊用于實(shí)時采集北斗衛(wèi)星信號確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置；

79、所述gps定位模塊用于采集gps衛(wèi)星信號并確定粗略位置信息；

80、所述考勤檢測模塊用于通過位置檢測計算判斷當(dāng)前是否在設(shè)定區(qū)域內(nèi)；

81、所述軌跡確定模塊用于通過組合北斗定位和gps定位實(shí)現(xiàn)施工人員精準(zhǔn)定位并實(shí)時監(jiān)控。

82、（三）有益效果

83、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種基于北斗gps信號的施工人員定位檢測方法及系統(tǒng)，具備以下有益效果：

84、1、該發(fā)明通過在定位監(jiān)測區(qū)域設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，基于設(shè)置的監(jiān)測點(diǎn)對定位監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行區(qū)域劃分并按照輔助信標(biāo)，同時通過定期采集多組北斗衛(wèi)星對定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的測量值的方式確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置，并通過gps定位方法，實(shí)時采集施工人員的粗略位置信息，同時通過設(shè)定輔助信標(biāo)的定位檢測范圍，計算施工人員的粗略位置與各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置之間的距離，并進(jìn)行考勤，最后當(dāng)檢測到施工人員在輔助信標(biāo)的定位檢測范圍內(nèi)，通過輔助信標(biāo)和gps組合定位方式對施工人員進(jìn)行精確定位，并實(shí)時顯示定位軌跡，提高了施工人員定位檢測的準(zhǔn)確性。

85、2、該發(fā)明通過實(shí)時采集定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的路段數(shù)據(jù)并基于實(shí)時采集定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的路段數(shù)據(jù)設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，同時安裝輔助信標(biāo)，并將各個監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo)以及實(shí)時采集的路段數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，保證了施工人員定位檢測可靠性。

86、3、該發(fā)明通過定期采集多組北斗衛(wèi)星對定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的測量值，并對采集的測量值進(jìn)行修正處理，確定定位監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置，提高了施工人員定位檢測的精度。

87、4、該發(fā)明通過實(shí)時采集施工人員接收到的多組gps衛(wèi)星信號，并對采集到多組gps衛(wèi)星信號進(jìn)行過濾，同時通過數(shù)據(jù)平均算法計算施工人員的粗略位置信息，保證了施工人員定位檢測的實(shí)時性。

88、5、該發(fā)明通過設(shè)定輔助信標(biāo)的定位檢測范圍，計算施工人員的粗略位置與各個輔助信標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)位置之間的距離，通過計算的距離判斷當(dāng)前施工人員是否在設(shè)定的區(qū)域內(nèi)，并完成考勤，提高了施工人員考勤的效率。

89、6、該發(fā)明通過輔助信標(biāo)和gps組合定位方式對施工人員進(jìn)行精確定位，通過動態(tài)補(bǔ)償方式實(shí)時監(jiān)測施工人員的位置變化情況，保證了施工人員實(shí)時顯示定位軌跡的精度。